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新科學創造台灣競爭力

文 / 成章瑜    
2002-11-01
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新科學創造台灣競爭力
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未來在哪裡?

二十一世紀,當上帝打開潘朵拉的盒子,讓人類基因圖譜解碼;當牛頓巨觀的物理世界,走進微觀的奈米世界;探討新世界的生物科技及奈米科學,就是未來。

台灣的未來在哪裡?

「基因研究和奈米科技,就是下一波台灣競爭力,」諾貝爾獎得主、中央研究院院長李遠哲說。

基因與奈米,被視為人類文明「第四波革命」。

活躍的生命科學,包羅萬象的奈米世界,是新世紀的超能量,試圖改變世界,改變台灣。

改變台灣命運的契機

台灣過去二十多年來的經濟奇蹟,歸功於強大的科技製造業。不過當資訊產業步入成熟期,價格戰場讓毛利下降,第一的頭銜反而無奈。

具有高附加價值的奈米技術及生物科技,在國家發展的羅盤上,正是一次改變台灣命運的機會。

目前行政院已核定,將基因體醫學及奈米提升為國家型科技計畫。其中基因體醫學計畫,未來每年投入新台幣30億元,從致病基因研究開始,擴展到生化藥物、生醫晶片中下游產業,未來五年,預計可以帶動兩百家生技公司的成立。

基因體研究無疑是二十一世紀的明星產業。而抗病毒藥物及癌症藥物的研究,以及生醫晶片與微機電的整合,也是未來的研究重心。

此外,奈米國家型科技計畫,也預定在明年元旦啟動。未來六年,政府將投入231億元,到2010年產值達1兆元。

台灣怎麼選擇戰場?台灣以製造立國,多年來電子資訊製造業已形成完整的供應鏈,「我們應該站在巨人的肩膀上,讓奈米科技量產商業化,」工研院副院長楊日昌說。

台灣在資訊、通訊國際分工體系中扮演舉足輕重的角色,下游已具備的技術能力,以此做後盾,僅需強化基礎奈米技術,即可快速商業化。

改變世界,是所有科學家的夢想!但有趣的是,萬物同宗,「奈米、生技未來可能合流,」奈米計畫主持人吳茂昆說。

什麼是奈米?奈米其實是一種尺寸,就是10-9公尺,奈米科技指的是在奈米尺寸下,微小世界裡操作控制物質的特性。見微知著,奈米的影響層面反而遍及生物科技、醫療生命科學、資訊科技,甚至環境、能源、工程材料等。

奈米的尺度既不屬於經典物理的「巨觀」視界,也不屬於量子力學的「微觀」視界,而是介於大小之間產生的「介觀」視界。

因電子、光子、聲子自身以及彼此的交互作用,奈米材枓及元件展現出全然不同的世界。

奈米國家型計畫有兩大方向,一是學術卓越研究,一是奈米科技產業化,要讓「介觀的現象」與「市場機會」結合。

吳茂昆形容奈米是「現代版核舟記」。明朝夏白眼在烏欖核上刻的十六個娃娃,就是奈米科技的縮影。未來奈米科技是否能重現核舟精緻文化?「西洋棋的思考,是習慣一步一步走;圍棋是習慣全盤思考,擅於下圍棋的我們應該有優勢,」吳茂昆說。

奈米是第四波產業革命

全球已視奈米技術為「第四波」產業革命。美、日、中國大陸及全世界目前都已鉅資投入新戰場。

全世界最聰明的人都在做奈米時,我們要選擇怎樣的利基?

奈米化學及材料,奈米元件被認為是台灣最具競爭力的強項。

工研院評估,台灣七大傳統產業,包括人纖、塑膠、塗料、建材、造紙、金屬與化學工業,經過奈米加值後,反而可一腳跨進奈米世界。

工研院化工所研究員黃贛麟開發純度超過95%的奈米碳球,大幅領先他國的研究團隊(頁134),就被產業界視為革命性的「黑鑽石」。

台灣的半導體製程開發,與國際齊頭並進。由國家奈米元件實驗室主任施敏主導的「前瞻研究計畫」(頁112),就要用十奈米單電子終結記憶體。

不過奈米科技要居於領導地位,一定要學術領導技術。以往科學研究往往要多年以後才能運用到產業,汽車從發明到量產,花了五十五年,電話等了三十五年,不過最近速度愈來愈快,個人電腦只花了十年,網路只用了五年,「我們一定要在研究上領先,產業才能立於不敗,」施敏說。

科學需要狂想。1959年,費曼先生(Richard Feynman)就有一個夢想,要把二十四本大英百科全書刻在筆尖上,奈米尺寸做到了。

奈米結構普遍存於大自然內,如水、灰塵、皮膚、血液、葉片中。奈米超微技術,應模仿自然界已存在的能力,「葉綠素的光合作用,未必不能運用在手機的太陽能上?」吳茂昆說(頁114)。

看奈米商機,不要用加法要用減法。奈米的經濟貢獻,在於縮小物質,減少消耗,「10元省下3元也是一種經濟效益,」吳茂昆說。

在奈米世界裡,「我們應該虛心向大自然學習,」吳茂昆說。

無所不在,又充滿未知。從太空科技到生物科技,從電腦工業到民生工業,奈米世界包羅萬象,等著一一解密。

台灣要成為生命科學的主角

不過,2000年人類基因解碼,新世紀成為生命科學的世紀。

盤古開天,生命萌芽,但人類對生命科學卻一直充滿未知。

基因解碼雖然像中了樂透彩券一樣,欣喜雀躍之餘,「這只不過是研究另一個生命的開始,」研究基因DNA(去氧核醣核酸)二十五年的中研院分子生物所所長沈哲鯤說(頁118)。

人類基因雖然定序,但是生命的奧妙,依然戴著神秘面紗。

去年2月,科學家證實人體基因實際數目僅三到四萬個,比當初預期的八到十萬個少了很多,「但是其中40%的功能,人類完全不知道;另外60%完全用猜的,」中研院生醫所所長陳垣崇認為,這對自認是萬物之靈的人類來說,是一大打擊。

不過也因為未知,全世界站在同一起跑點上。「我們非常有機會趕在世界之先,成為生命科學的主角,」李遠哲說。

李遠哲為了讓台灣不在書寫生命過程中缺席,一改中研院學術象牙塔的角色,準備在中研院旁興建育成中心,要親自把台灣的生命科學帶起來。

基因體研究,不僅讓科學家窺探自然,瞭解生命奧妙,同時衍生的智慧財產權,如疫苗、診斷藥劑和治療醫藥等,都可以產生高附加價值的經濟效益。

基因體醫學國家型科技計畫,主要針對七大領域:基礎基因體醫學,基因醫藥、疾病之動物模型、基因治療、蛋白質體學、生物資訊學、倫理及法律等。

其中基因醫學、基因醫藥的發展,將全盤顛覆目前的醫療型態,醫療行為變成從預防下手,先找出遺傳、致病的基因,再做基因矯治、修補及再生。「以前的對『症』下藥,將改為對『因(基因)』下藥,」陳垣崇說(頁108)。

由陳垣崇帶領的「本土性五大遺傳疾病」研究計畫,在全台灣兩千三百萬人口中,抽取三千人做為樣本,正在建立全世界華人最大的基因資料庫。

目前全台灣四十歲以上,每五人就有一人罹患高血壓,每十個人就有一個糖尿病,「要找疾病基因,最好的方法從臨床切進去,」陳垣崇說。

另外隱形的社會殺手氣喘和躁鬱症也在研究之列,很多人都不知道這些病跟基因有關。即使知道的,例如前衛生署長李明亮,甚至陳垣崇本身都有氣喘宿疾。

人類常見的一百到一百五十種疾病中,僅跟一千個基因有關。「台灣從此著手,才能事半功倍,」陳垣崇說。

除了陳垣崇之外,台灣在本土性疾病聖戰中,也培養出一批醫療尖兵(頁120、124、126、128)。此外傳說能讓總統夫人吳淑珍站起來的臍帶血醫療,台大醫院小兒部血液腫瘤科主任林凱信(頁132),也為重症小孩新創生機。

生技產業捲土重來?

生技產業究竟有沒有明天?事實上,早在1982年,李國鼎就曾想推動生技產業,只不過最後積體電路產業在台灣發展了二十年,生技產業才要捲土重來。

目前中研院在生技產業上,積極扮演龍頭角色。不過避免重蹈覆轍,李遠哲希望二十年後重新開始的模式,是學術領導技術,學界與企業攜手。

中研院明年將成立育成中心,主要就是針對生技發展而來,配合中研院原先的技轉中心,讓學術的研究結果不是束之高閣,要用在民間。

重新來過的經營模式,以本土性五大遺傳疾病為例,中研院跨出門檻,邀請十六家國內大型醫院合作,為了取得先進技術,並與全球最大的葛蘭素 史克藥廠跨國合作,增加治療到用藥的成功機率。

「我們現在正重新建構,先從前面找基因做起,再從中游的檢視核對,下游的生物製藥,一步步來,」陳垣崇說。

生技產業究竟是金礦?還是地雷?二十年後的今年,台灣要重新再驗證一次。

奈米和生技正挑起全世界的產業革命。

「科技和文化落後,就是貧窮的開始,」李遠哲說。

當台灣陷入貧窮風暴時,究竟什麼是台灣的未來?日前來訪的日本科學技術廳副廳長北澤宏一說,「日本雖然經濟陷入谷底,但科學研發經費卻成長了一倍。」

用公共建設帶動景氣擴張的傳統財政手法失靈,新世紀發展無疑要掌握科技,才能打敗貧窮。

科技,看見未來!

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